核外電子運動狀態

更一波奇怪的東西……

核外電子運動狀態

電子運動特色：
質量小、運動範圍小（r約爲\(1.0×10^{-10}\)米）高速（接近光速）

電子雲

核外電子的運動與宏觀物體不一樣，不能肯定某一狀態的電子在某個時刻處在覈外空間何處。
只能肯定電子在原子核外各處出現的機率。
若用點來統計電子在原子核外各處出現的多少，每出現一次記一個點，統計的結果(即機率分佈圖)看起來就像一片雲霧，於是形象地稱做電子雲。

小黑點的疏密表示電子在覈外空間單位體積內出現機會的多少——即機率密度。

電子雲輪廓圖：把電子在原子核外空間出現的機率p=90%的空間圈出來，獲得的圖。

核外電子的運動狀態

電子層（能層）

按電子的能量可將電子分紅不一樣的能層
光譜學符號K、L、M、N、O、P、Q。
第1、2、三……
同一能層的電子能量也可能不一樣

電子亞層（能級）

能級符號ns、np、nd、nf
1s
2s、2p
3s、3p、3d
4s、4p、4d、4f
5s、5p、5d、5f.
6s、6p、6d、6f..

S電子雲——球形對稱
P電子雲——啞鈴型
d電子雲——四花瓣形
f電子雲——更復雜

構造原理

是電子填充的通常順序，也是能級能量高低順序。

能級能量大小經驗規律：
E（ns）=n
E（np）=n+0.7
E（nd）=n+1.4
E（nf） =n+2.1

電子雲的伸展方向

原子軌道：量子力學把電子在原子核外的一個空間運動狀態稱爲一個軌道

電子自旋

量子力學指出：電子的自旋有兩種狀態有順時針和逆時針兩種。用\(\uparrow \downarrow\)表示

核外電子排布規律

能量最低原理：原子的電子排布遵循構造原理使整個原子的能量處於最低狀態。
處於最低能量的原子叫作基態原子。

當基態原子的電子吸取能量後，電子會躍遷到較高能級，變成激發態原子。

核外電子排布規則

泡利原理

每一個原子軌道只能容納2個自旋狀態相反相反的電子，用\(\uparrow \downarrow\)表示。一般稱這兩個電子爲電子對。

洪特規則

當多個電子排布在同一能級時，電子老是優先分佔不一樣的原子軌道，且自旋方向相同。

洪特規則特例：等價軌道全充滿、半充滿或全空的狀態能量較低，是比較穩定的。

全充滿：\(p^6，d^{10}，f^{14}\)
半充滿： \(p^3，d^5，f^7\)
全 空： \(p^0，d^0，f^0\)

按照構造原理排，可以使原子的能量處於最低狀態

相同的原子軌道在全充滿（如\(p^6\)和\(d^{10}\)），半充滿（如\(p^3\)和\(d^5\) ）以及全空（如\(p^0\)和\(d^0\) ）狀態時，體系的能量較低，原子較穩定。

原子光譜

原子在躍遷時會吸取(基態原子\(\rightarrow\)激發態原子)或釋放(激發態原子\(\rightarrow\)基態原子)不一樣波長的光，能夠用光譜儀攝取各類元素的電子的吸取光譜或發射光譜。
吸取光譜和發射光譜總稱原子光譜。

各元素的光譜是不一樣的，就像是元素的「指紋」，能夠用來鑑別元素。甚至能夠根據光譜發現新的元素。

電子從較高能量的激發態躍遷到較低能量的激發態乃至基態時，將釋放能量。光（輻射）是電子釋放能量的重要形式。

焰色反應、燈光、激光、焰火的緣由都是電子從較高能量的激發態躍遷到較低能量的激發態乃至基態時，釋放能量形成的。